2022年单片机指令系统.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,福州大学,物理与信息工程学院,单片机原理及应用,11/10/2025,1,第三章,指令系统,指令格式与分类,寻址方式,指令系统,3.4,程序设计,11/10/2025,2,第三章,指令系统,指令格式与分类,单片机原理与应用,11/10/2025,3,关于计算机指令,指令是指计算机能够识别和执行的操作命令,指令系统是一台计算机所具有的全部指令的集合,每一种CPU都有其独立的指令系统,指令系统很大程度上决定了计算机处理问题的能力和使用的快捷,单片机原理与应用,11/10/2025,4,一、助记符：（指令助记符）,由助记符组成的指令系统称为,汇编语言,1000H,74,H,1001H,12H,1002H,E8,H,1003H,75,H,1004H,40H,1005H,36H,地址 内容,A,12H,(40H),36H,R0,R0+1,例：,当前PC=1000H,PC增至1006H时，CPU作了3个处理，即执行了3条指令。,单片机原理与应用,11/10/2025,5,数据传送类指令 29条,算术运算类指令 24条,逻辑运算类指令 24条,控制转移类指令 17条,位操作类指令 17条,助记符与二进制码（机器码）有对照表,共,42,个助记符，组成,111,条指令，形成,33,种功能,单片机原理与应用,11/10/2025,6,二、指令格式,操作码 操作数,操作码表示该指令的操作功能，即指令做什么操作（又被称作操作符、功能助记符）,操作数是指指令操作所需要的数或数存放的地址，即对什么数进行操作,单片机原理与应用,11/10/2025,7,常用符号说明,Rn,：,当前被选中的工作寄存器，,R,0,R,7,，共,8,个,Ri,：,当前选定的工作寄存器中能作为间接,寻址的两个寄存器,R,0,或,R,1,，,i,0,，,1,#data,：,8,位二进制立即数,#data16,：,16,位二进制立即数,单片机原理与应用,11/10/2025,9,常用符号说明,direct,：,8,位片内,RAM,的地址（或,SFR,），,为字节地址,rel,：,带符号的,8,位相对地址偏移量,（,128,127,）,addr11,：,11,位二进制数的目的地址,addr16,：,16,位二进制数的目的地址,bit,：,片内,RAM,或,SFR,中的位地址,单片机原理与应用,11/10/2025,10,常用符号说明,：间址寄存器前缀符号,/,：位操作数的前缀，表示对该位取反,(x),：,表示寄存器或存储单元,x(,地址,),中的内容,(x),：,表示以寄存器或存储单元,x,内容作为地址,的存储单元的内容（即表示,x,不是我们要,的数据，而是我们所要数据的地址）内,：数据传送方向（左边的内容被右边的内,容代替）,单片机原理与应用,11/10/2025,11,第三章,指令系统,寻址方式,单片机原理与应用,11/10/2025,12,寻址方式就是如何寻找操作数或操作数存放的地址。,指令的一个重要组成部分是操作数。由寻址方式指定参与运算的操作数或操作数所在单元的地址。,寻址方式越多，计算机寻址能力越强，但指令系统也越复杂。,单片机原理与应用,11/10/2025,13,MCS51系统七种寻址方式,立即寻址方式,直接寻址方式,寄存器寻址方式,寄存器间接寻址方式,基址加变址的间接寻址方式,相对寻址方式,位寻址方式,单片机原理与应用,11/10/2025,14,一、立即寻址,操作数直接出现在指令码中，即指令的操作码后面的就是实际的操作数（立即数）。,操作数可能是1字节，也可能是2字节。,用data或data16表示立即数,单片机原理与应用,11/10/2025,15,例：,MOV DPTR,#2101H,；,(DPH),21,H,(DPL),01,H,MOV A,#20H,；,(A),20H,单片机原理与应用,11/10/2025,16,单片机原理与应用,11/10/2025,17,立即寻址方式只能适用于源操作数。,注意,单片机原理与应用,11/10/2025,18,二、直接寻址,指令中直接出现存放操作数的单元地址。,单片机原理与应用,11/10/2025,19,例：,ANL,70H,，#48H,；,(70H),(70H)48H,MOV A，,70H,；,(A),(70H),单片机原理与应用,11/10/2025,20,单片机原理与应用,11/10/2025,21,这种寻址方式使用的变量是direct，可访问片内,RAM,。,特殊功能寄存器只能使用直接寻址方式。,PUSH,B,；,PUSH F0H,POP,ACC,；,POP E0H,MOV,TMOD,，A,；,(89H)(A),注：A（寄存器）,ACC（代表A的地址）,单片机原理与应用,11/10/2025,22,三、寄存器寻址,指令中出现寄存器的名称，操作数是寄存器的内容。,单片机原理与应用,11/10/2025,23,例：,MOV,A，R6,；,(,A,),(,R6,),INC,R3,；,(,R3,),(,R3,)+1,MOV,A，,B,；,(,A,),(,B,),MOV,DPTR,，#1000H,单片机原理与应用,11/10/2025,24,这种寻址方式适用于,A、DPTR,、,Rn,（,其状态由,PSW,中的,RS1,和,RS0,确定,）,单片机原理与应用,11/10/2025,25,例：,MOV A，,R0,；,(A),(R0),如果（R0）20H，（20H）55H,则（A）55H,MOVX A，,DPTR,如果DPTR3456H，,片外RAM（3456H）99H,则（A）99H,单片机原理与应用,11/10/2025,27,寄存器间接寻址适用的存储空间有：,1,.,内部RAM，使用的变量为,R0、R1、,SP；,例,：,MOV R0,76H,;,(R0),(76H),PUSH,PSW,;,(SP),(SP)+1,，,(,(SP),(PSW),SP通常隐含,其中,单片机原理与应用,11/10/2025,28,五、基址加变址的间接寻址（变址寻址）,以基址寄存器的内容加上变址寄存器的内容作为操作数的地址。,基址寄存器：PC（16位）、DPTR（16位）,变址寄存器：A,以程序计数器PC或数据指针DPTR中的内容为基地址，加上累加器A,中的内容作为操作数的地址。,这种寻址方式仅适用于程序存储器空间ROM,单片机原理与应用,11/10/2025,30,例：,MOVC A，,A+DPTR,；,(A)(A)+(DPTR),如果 DPTR 63A0H，（A）22H,则 63A0H 22H 63C2H,如果片外ROM中（63C2H）38H,则（A）38H,单片机原理与应用,11/10/2025,31,MOVC A，,A+PC,；,(A)(A)+(PC),注意：PC为当前值（开始执行本条指令时候PC已经1）,单片机原理与应用,11/10/2025,32,六、相对寻址,作用：,确定控制转移类指令的转移地址。,适用空间：,相对寻址方式只能适用于程序存储器ROM空间。,单片机原理与应用,11/10/2025,33,内部操作：,以PC内容作为基地址，把指令中提供的偏移量与PC的当前值相加，得到参与操作的数据地址（即指定的转移的目标地址：新的PC值，,用于改变程序当前的执行顺序，,PC值不再顺序加1）。,偏移量rel是单字节带符号数。,单片机原理与应用,11/10/2025,34,与变址寻址的区别,变址寻址中的内容是无符号的数。,相对寻址中偏移量是有符号的数，以补码形式给出的。,取值范围是,80H7FH即（128127）。,故转移的目标地址在当前PC值的128127之间。,单片机原理与应用,11/10/2025,35,注：,CPU取指令后，PC会自动增加，具体的增加量与当前指令的长度（字节数）有关。若当前指令为2字节，PC值会2。若当前指令为3字节，则PC值会3。,单片机原理与应用,11/10/2025,36,例：,SJMP 38H,；程序跳转指令，2字节,如果当前指令的地址PC1832H，则,PC的当前值为,PC1832H21834H,则执行此指令后,PC183438H186CH,单片机原理与应用,11/10/2025,37,例：,JC 80H,；该指令为2字节指令,C=0，顺序执行，即(PC)(PC)+2,C=1，转移，(PC),(PC)+2,(PC),(PC)+,80H,注意：,80H表示向前跳（128）,如果C1，此指令的地址为1005H,则PC=PC280H1007H1280F87H,单片机原理与应用,11/10/2025,38,七、位寻址,操作对象是存储单元的一位，而不是一个字节。指令中直接给出位地址。这种寻址方式也可以归并于直接寻址方式，但它提供的是直接的位地址。,SFR中有11个寄存器可以位寻址，但实际上只有82个可以位寻址的位。,所以共有12882210个位可寻址,单片机原理与应用,11/10/2025,39,MOV C，bit,bit 位地址，有四种表示方法：,（以PSW中D5位为例）,1、直接地址法：,MOV C，,0D5H,2、点操作符法：,MOV C，,3、位名称法：,MOV C，,F0,4、点字节地址法：,MOV C，,单片机原理与应用,11/10/2025,40,变址寻址中的内容是无符号的数。,CPU取指令后，PC会自动增加，具体的增加量与当前指令的长度（字节数）有关。,MOVC A，A+DPTR；,(SP)(PSW),PC1832H21834H,位操作类指令 17条,：数据传送方向（左边的内容被右边的内,SJMP 38H ；,SJMP 38H ；,如果 DPTR 63A0H，（A）22H,位寻址方式只能适用于位地址空间，,#data16 ：16位二进制立即数,SJMP 38H ；,则 63A0H 22H 63C2H,4、点字节地址法：MOV C，,特殊功能寄存器位地址,11/10/2025,41,11/10/2025,42,例如：,CPL 08H,；21H单元D0位取反,CLR 00H,；20H单元D0位清零,CLR EA,；(EA),0,单片机原理与应用,11/10/2025,43,位寻址方式只能适用于位地址空间，,针对布尔处理器中17条位操作指令。,单片机原理与应用,11/10/2025,44,附：指令字节数与寻址方式,只含有寄存器的为1字节：,MOV A，R6;,MOV A，R0,含有直接地址1字节：,MOV A，70H,含有8位立即数1字节：,MOV A，70H,含有2个8位数2字节：,MOV DPTR，1070H,单片机原理与应用,11/10/2025,45,